بقلم ديفيد مورفي, من أخبار جامعة الملك عبدالله 

نظمت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية أخيراً ورشة عمل "الجينومات في محيطات العالم" بمشاركة نخبة من العلماء الدوليين من الجامعة وخارجها لمناقشة وتقييم التقدم المحرز في جينومات المحيطات العالمية. وركزت ورشة العمل التي استمرت أربعة أيام على تحديث البيانات الحالية عن الجينات في المجتمعات الميكروبية في محيطات العالم. ومن خلال المحاضرات والعروض الرئيسية المتنوعة، قام المشاركون في الورشة بتقييم التقدم المحرز في توفير البيانات عن كافة المجتمعات الميكروبية وجيناتها وبيئاتها في المحيطات العالمية.

تعزيز الشراكات القائمة

وإلى جانب الباحثين والطلبة الحاليين في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية، تضمنت الورشة باحثين دوليين من كندا والدنمارك وفرنسا وألمانيا واليابان وإسبانيا وسويسرا. وفي كلمته الافتتاحية لورشة العمل، رحب البروفيسور بيير ماجيستريتي، الأستاذ البارز في مجال علم الأحياء وعميد قسم العلوم والهندسة البيولوجية والبيئية في الجامعة بالمشاركين والزوار موضحاً أهمية ومغزى إقامة مثل هذه الورش في تعزيز الأبحاث التي تجرى في حرم جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية.

البروفيسور كارلوس دوارتي، مدير مركز أبحاث البحر الأحمر في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية واستاذ كرسي طارق أحمد الجفالي لأبحاث بيئة البحر الأحمر، في كلمته الافتتاحية لورشة العمل.

كما أكد البروفيسور كارلوس دوارتي، مدير مركز أبحاث البحر الأحمر وأستاذ كرسي طارق أحمد الجفالي لأبحاث بيئة البحر الأحمر، في كلمته الافتتاحية، مدى التزام جامعة الملك عبدالله بأبحاث الجينومات والميكروبيوم. يقول البروفيسور كارلوس: "في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية، نستخدم القوة والذكاء، ونظم البيانات الضخمة لاستكشاف ثروة من بيانات الميتاجينوم (المواد الجينية المستخرجة مباشرة من العينات في بيئية المحيطات). ونحن هنا نركز على أبحاث الميكروبيوم، ونريد أن تصبح جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية مركزاً لحفظ البيانات العالمية للميتاجينوم".

ويرى كريس بولر من معهد علم الأحياء، من مدرسة الأساتذة العليا في فرنسا (ENS)، ورئيس الدورة الأولى لورشة العمل، أن الأبحاث التي يتم إجراؤها في جميع أنحاء العالم في مجال الجينوم العالمي لا تظهر أي وقع كبير في المستقبل القريب.

كما ناقش بابلو سانشيز فرنانديز، وهو زميل ما بعد الدكتوراه في المعلوماتية الحيوية من معهد سينيسيز ديل مار (ICM) التابع لمجلس الأبحاث الوطني الإسباني (CSIC)، الجينات في بيئة المياه متوسطة العمق والجينات الميكروبية في المحيطات الاستوائية وشبه الاستوائية العالمية. وخلال كلمته، لفت الانتباه إلى أكبر موطن بيئي في الأرض، وهو "المحيط المظلم".

15 مليون جين فريد من نوعه 

وألقى البروفيسور تاكاشي غوجوبوري، الأستاذ المتميز في العلوم البيولوجية والمدير المساعد لمركز أبحاث العلوم الحيوية الحاسوبية في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية، محاضرة رئيسية بعنوان "الميتاجينوم البحري المقارن في مشروع المحيطات العالمية"، ناقش خلالها نتائج الأبحاث والتجارب الميدانية في بحر اليابان والبحر الأحمر حيث قال أن البحر حول اليابان يظهر نماذج واضحة للتغيرات الموسمية، كما أن البحر الأحمر يمكن أن يكون نموذجاً مثالياً لتأثيرات الاحتباس الحراري. يقول البروفيسور دوراتي: "هناك جهود كبيرة لعملية التسلسل الجينومي منذ عام 2007، ونحن اليوم نحصل على صورة أوضح عن جينومات المحيطات العالمية. وعلى الرغم من ذلك، لم يتم بعد دراسة دور زيادة عملية التسلسل لبناء فهرس بالجينات الميكروبية للمحيطات".

البروفيسور كارلوس دوارتي، مدير مركز أبحاث البحر الأحمر في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية واستاذ كرسي طارق أحمد الجفالي لأبحاث بيئة البحر الأحمر.

معالجة صعوبات عملية التصنيف الحيوي

ألقى بولر كلمة رئيسية تحدث فيها عن التحديات في عملية التصنيف الحيوي مستشهداً بالعوالق حقيقيات النواة وكيف أن ما يقرب من ثلث هذه العوالق لا يمكن إدراجها تحت أي مجموعة تصنيفية معروفة. يقول بولر: "يتألف فهرس الجينومات البحرية المرجعية من 115 مليون جين فريد من نوعه ولايزال هذا الرقم قابلاً للزيادة. ويمكن اكتشاف أشياء كثيرة داخل هذا الفهرس، حيث لا زلنا نجهل الكثير عن التصنيفات الحيوية وتسلسل هذه الجينات". 

كما تحدث ديفيد كاماندا نغوجي، وهو عالم أبحاث في مركز أبحاث البحر الأحمر في جامعة الملك عبدلله للعلوم والتقنية، عن التوزيع الواسع لبقايا الميكروبات المحيطية وتأثيراتها على الكائنات الحية ذاتية التغذية. وأكد نغوجي على أن نمو جميع الخلايا في محيطات العالم محدود بوجود النيوكليوتيدات التي تعتبر وحدة أساسية في بناء الحمض النووي. كما أشار في كلمته الى أن النوكليوتيدات هي المكونات الأساسية في الحياة في كل مكان، وأنها موجودة بوفرة في جينات المحيطات العالمية.

كريس بولر من معهد علم الأحياء، من مدرسة الأساتذة العليا في فرنسا (ENS)، ورئيس الدورة الأولى لورشة عمل "الجينومات في محيطات العالم".

دراسة عينات من الفيروسات

افتتح اليوم الثاني من ورشة العمل مع كلمة رئيسية من البروفسور كريس سوتل، من قسم علوم الأرض والمحيطات والغلاف الجوي في جامعة بريتيش كولومبيا بكندا. وقد وصف سوتل بحثه عن الفيروسات ودورها في البيئة في كلمته الرئيسية بعنوان " مقالات قصيرة عن أنواع الفيروسات في المحيطات"، حيث تحدث عن التسلسل الجيني، وفيروسات الحمض النووي الريبي (RNA) وآخر الأعمال الميدانية في هذا السياق. يقول سوتل: "قام فريقنا بحصر المجتمعات الفيروسية على مدى السنوات الثلاث الماضية، وفي حال تمكنا من عمل تسلسل جيني لهذا التنوع فسنخرج بنتائج مفيدة جداً. لقد تمكنا من حصر 125 مجموعة تطورية متميزة في العينات المجمعة. كما وجدنا أن هناك تنوعاً كبيراً في فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA). ونحن الآن ندرس عينات من فيروسات البحر الأحمر موجودة منذ ثلاثة ملايين سنة. إنها منطقة مثيرة للاهتمام حقا وتعج بأنواع من الفيروسات غير المعروفة ".

البروفسور كريس سوتل، من قسم علوم الأرض والمحيطات والغلاف الجوي في جامعة بريتيش كولومبيا في كلمته الافتتاحية في اليوم الثاني لورشة العمل.

ثم تحدث دوارتي نيابة عن إيلينا لارا من معهد العلوم البحرية في مدينة البندقية الإيطالية، التي لم تتمكن من حضور ورشة العمل. وكان عرضها التقديمي عن المجتمعات الفيروسية في أعماق البحار، والتي تعد أكبر التجمعات الحيوية في العالم وأقلها دراسة واستكشافاً حيث تعتبر البحار العميقة موطن لـ 70 بالمائة من خلايا المحيطات الميكروبية".

السؤال المطروح

مارلي فلوك، طالب الدكتوراه في مختبر سوتل، من قسم النبات في جامعة بريتيش كولومبيا، يتحدث عن كيانات في البيئة البحرية لم تتم دراستها بصورة مستفيضة.

تحدث مارلي فلوك، وهو طالب دكتوراه في مختبر سوتل، من قسم النبات في جامعة بريتيش كولومبيا، عن كيانات في البيئة البحرية لم تتم دراستها بصورة مستفيضة. ووصف فلوك كيف تظهر على جينومات فيروس الحمض الريبي النووي (RNA) أنماط جغرافية وحيوية نتيجة تأثرها بعوامل عديدة، يقول: "هناك الكثير من فيروسات الحمض النووي الريبي التي لا تزال غير معروفة - والسؤال هو، هل نحن نجهل نصف أنواع الفيروسات في المحيطات؟ ولا شك أن تجمعات فيروسات الحمض النووي الريبي البحري تقدم تنوعاً غير مسبوق. إلا أننا استطعنا من خلال دراستنا وأبحاثنا أن نتعرف على  فيروسات وتسلسلات عديدة تؤثر على مجموعة كاملة من الحيوانات والبكتيريا والنباتات".

كاسبر أوبر كيلدسن من جامعة آرهوس، في الدنمارك، أثناء كلمته الرئيسية عن التجمع الميكروبي والتطور في الرواسب الأرضية تحت سطح البحر، وتحديداً في خليج آرهوس في الدنمارك.

وفي كلمته الرئيسية، تحدث كاسبر أوبر كيلدسن من جامعة آرهوس، في الدنمارك، عن التجمع الميكروبي والتطور في الرواسب الأرضية تحت سطح البحر، وتحديداً في خليج آرهوس في موطنه الدنمارك. ويركز كيلدسن وفريقه على محاولة فهم كيف تتطور المجتمعات الميكروبية عندما يتم دفنها وماهية الأسطح التي تدعم نموها أو استنزافها في قاع البحر.